- Quando uma estrela exauriu seu combustível de hidrogênio, ela pode fundir outros combustíveis nucleares. Em temperaturas acima de
, a fusão do hélio pode ocorrer. Considere os processos a seguir. (a) Duas partículas alfa fundem-se para produzir um núcleo
e um raio gama. O que é o núcleo
? (b) O núcleo
da parte (a) absorve uma partícula alfa para produzir o núcleo
e um raio gama. O que é o núcleo
? (c) Encontre a energia total emitida na sequência das reações dadas nas partes (a) e (b).
Passo 1
O enunciado trata da série de fusões de núcleos de hélio (partículas alfa) em um processo chamado de tripa-alfa. Precisamos:
– Identificar o núcleo formado pela fusão de duas partículas alfa (parte a).
– Identificar o núcleo quando
absorve mais uma partícula alfa (parte b).
– Calcular a energia total liberada na sequência dessas duas reações (parte c), usando a equivalência massa-energia .
– Identificar o núcleo
– Identificar o núcleo
– Calcular a energia total liberada na sequência dessas duas reações (parte c), usando a equivalência massa-energia
Passo 2
Na parte (a), duas partículas alfa (
) se fundem e emitem um raio gama, formando o núcleo
. Esse processo é
Portanto, o núcleo
é o berílio-8, isto é,
.
Passo 3
Na parte (b), o núcleo
(
) absorve outra partícula alfa para produzir o núcleo
e um raio gama:
Logo, o núcleo
é o carbono-12, isto é,
.
Passo 4
Para calcular a energia de cada reação usamos
Adotando:
e .
e
Passo 5
Cálculo de
(parte a):
Cálculo de
(parte b):
Energia total liberada:
Resposta
A)
B)
C)
B)
C)